JPS62227874A - 車両の４輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は前輪と共に後輪をも転舵させるようにした車両
の４輪操舵装着に関する。

（従来技術およびその問題点） 車両のなかには、いわゆる４輪操舵と呼ばれるように、
＠輪と共に？＆輪をも転舵させるようにしたものがある
。

この４輪操舵では、前輪舵角と後輪舵角との比、つまり
後輪転舵比を例えば車速に応じて可変とすることが一般
的であり（特開昭６０−８５０６７号公報参照）、また
、この後輪転舵比の制御特性を複数設定しておいて、各
種センサからの情報あるいは運転者の好みに応じて選択
的に切換え得るようにしたものも提案されている（特開
昭６０−１３５３６９号公報参照）。

この種の４輪操舵装置にあっては、例え前輪舵角が同じ
であったとしても、車速などの変化あるいは特性切換え
に伴なって後輪転舵比が変更され、後輪が転舵されるこ
ととなる。

ところで、前記後輪転舵比の制御特性は定常走行状態に
おける車両の要求に基ついて決定されており、したがっ
て、後輪転舵比が変化する過渡期での安全対策が必要と
なる。

これに対して、前述した特開昭６０−８５０６７号公報
等に見られるように、後輪転舵比の変更を強要する車速
の変化あるいは特性切換えがあったときには、後輪転舵
比の変化をゆっくりと行なわせることが提案されている
。

この提案によれば、後輪転舵比の変化を直接的に促がす
情報、すなわち、車速の変化、特性切換えに対応して、
後輪転舵比の変化に伴う車両の挙動変化が抑えられるこ
ととなる。

しかしながら、後輪転舵比の変化が車両の挙動変化に及
ぼす影響を見たときに、車両の挙動変化が問題となるの
は、後輪転舵比の変更を強要する情報の変化、つまり車
速、特性切換えという要素に限られるものではない。

例えば、車両が急旋回状態にあるときには、後輪転舵比
の変化が車両の挙動変化に及ぼす影響は大きい。

そこで、本発明の目的は、車両の旋回度合との関係で後
輪転舵比の変化に伴う車両の挙動変化を抑えるようにし
た車両の４輪操舵装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）すなわち、本発
明は、車両の旋回度合と、後輪が転舵されることに伴う
車両の挙動変化との関係をみたときに、旋回半径が小さ
い状態にあるとき、つまり車両が急旋回状態にあるとき
には、後輪が僅かに転舵されたとしても車両の挙動変化
に大きな影響を及ぼすこと、つまり後輪転舵比の変化に
対して敏感な運転状態にあるという点に着目し、車両の
旋回度合に応じて後輪転舵比の変化速度に規制を加える
ようにしたものである。

具体的には、後輪転舵比を可変するようにした車両の４
輪操舵装置を前提とし、第１図に示すように、 車両の旋回度合を検出する旋回度合検出手段と、 前記後輪転舵比の変化速度を規制する規制手段と、 前記旋回度合検出手段からの信号を受け、旋回半径が小
さいときには大きいときに比べて前記規制手段による規
制量を大きくする規制量調整手段とを備えた構成としで
ある。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。

第２図において、ＩＲは右前輪、ＩＬは左前輪、２Ｒは
右後輪、２Ｌは左前輪であり、左右の前輪ＩＲ１ＩＬは
前輪転舵機構Ａにより連係され、また左右の後輪２Ｒ１
２Ｌは後輪転舵機構Ｂにより連係されている。

前輪転舵機構Ａは、実施例では、それぞれ左右一対のナ
ックルアーム３Ｒ１３Ｌおよびタイロッド４Ｒ１４Ｌと
、該左右一対のタイロッド４Ｒ２４Ｌ同志を連結するり
レーロッド５とから構成されている。この前輪転舵機構
Ａにはステアリング機構Ｃが連係されており、このステ
アリング機構Ｃは、実施例ではラックアンドピニオン式
とされている。すなわち、リレーロッド５にはラック６
が形成される一方、該ラック６と噛合うピニオン７が、
シャフト８を介してハンドル９に連結されている。これ
により、ハンドル９を右に切るような操作をしたときは
、リレーロッド５が第２図左方へ変位して、ナックルア
ーム３Ｒ１３Ｌがその回動中心３Ｒ’、３Ｌ’を中心に
して上記ハンドル９の操作変位量つまりハンドル舵角に
応じた分だけ同図時計方向に転舵される。同様に、ハン
ドル９を左に切る操作をしたときは、この操作変位量に
応じて、左右前輪ＩＲ２ＩＬが左へ転舵されることとな
る。

後輪転舵機構Ｂも、前輪転舵機構Ａと同様に、それぞれ
左右一対のナックルアーム１０Ｒ，ｌＯＬおよびタイロ
ッドＩＩＲ１ＩＩＬと、該タイロッド４Ｒ２４Ｌ同志を
連結するリレーロッド１２と、を有し、実施例では、後
輪転舵機構Ｂが油圧式のパワーステアリング機構りを備
えた構成とされている。

このパワーステアリングａ構りについて説明すると、リ
レーロッド１２にはシリンダ装置１３が付設されて、そ
のシリンダ１３ａが車体に固定される一方、シリンダ１
３ａ内を２室１３ｂ、１３Ｃに画成するピストン１３ｄ
が、リレー口、７ド１２に一体化されている。このシリ
ンダ１３ａ内の２室１３ｂ、１３ｃは、配管１４あるい
は１５を介してコントロールバルブ１６に接続されてい
る。また、このコントロールバルブ１６には、それぞれ
リザーバタンク１７より伸びる配管１８．１９が接続さ
れ、オイル供給管となる配管１８には、図示を略すニン
ジンにより駆動されるオイルポンプ２０が接続されてい
る。上記コントロール７ヘルプ１６は、そのコントロー
ルロ・ンド２１がスライディング式とされたいわゆるブ
ースタバルブタイプ（スプールタイプ）とされて、該コ
ントロールロッド２１の入力部２１ａが後述する転舵比
変更装置Ｅの移動部材として兼用され、またコントロー
ルロッド２１の出力部２１ｂは、後輪転舵機構Ｂのリレ
ーロッド１２に一体化されている。

このようなパワーステアリング機構りにあっては、既知
のように、上記コントロールロッド２１が第２図左方向
に変位されると、リレーロッド１２が第２図左方向へ変
位され、これにより、ナックルアームｌ０Ｒ１ＩＯＬが
その回動中心１０Ｒ′、１０Ｌ′を中心にして第２図時
計方向に回動して、後輪２Ｒ１２Ｌが右へ転舵される。

そして、この転舵の際、コントロールロッド２１の変位
量に応じて、シリンダ装置１３の室１３ｂ内にはオイル
が供給され、上記リレーロッド１２を駆動するのを補助
する（倍力作用）。同様に、コントロールロッド２１を
第２図右方向に変位させたときは、この変位量に応じて
、シリンダ装置１３の倍力作用を受けつつ（オイルは室
１３ｂへ供給される）、後輪２Ｒ２２Ｌが左へ転舵され
ることになる。

前輪転舵機構Ａも、後輪転舵機構Ｂと同様にパワーステ
アリング機構Ｆを有するものとされている。このパワー
ステアリング機構Ｆは、前輪転舵機構Ａのリレーロッド
５に対して付設されたシリンダ装置６５を備え、そのシ
リンダ６５ａが車体に固定される一方、該シリンダ６５
ａ内を２室６５ｂ、６５ｃに画成するピストン６５ｄが
、リレーロッド５に一体化されている。このシリンダ６
５ａ内の２室６５ｂ、６５ｃは、配管６６あるいは６７
を介して、ステアリング機構Ｃのシャフト８に設けた回
転型のコントロールバルブ６８に接続されている。この
コントロールバルブ６８は、前記オイルポンプ２０の吐
出側において接続された分流弁６９より伸びる配管７０
、および配管１９より分岐した配管７１が接続されてい
る。

このようなパワーステアリング機構Ｆは、ハンドル９の
操作力を倍力（シリンダ装置６５の室６５ｂあるいは６
５ｃに対するオイルを供給することによる倍力）してリ
レーロッド５に伝達するもので、このようなパワーステ
アリング機構Ｆ自体の作用は、基本的には前記パワース
テアリング機構りと同じなのでこれ以上の詳廁な説明は
省略する。

ステアリング機構Ｃと後輪転舵機構Ｂとは、前輪転舵機
構Ａおよび転舵比変更装置Ｅを介して連係されている。

この転舵比変更装置Ｅからは、入力ロット２２が前方へ
伸び、その前端部に取付けたピニオン２３が、前輪転舵
機構Ａのリレーロッド５に形成したラック２４と噛合さ
れている。なお、転舵比変更装置Ｅの出力ロッドは、前
述のように、コントロールバルブ１６におけるコントロ
ールコツト２１の入力部２１ａによって兼用されている
。

転舵比変更装置Ｅの一例を：ＦＳ３図により説明する。

この転舵比変更装置Ｅにあっては、前記コントロールロ
ッド２１の入力部２１ａは、車体に対して車幅方向に摺
動自在に保持されており、その移動軸線を文１として示
しである。また、この転舵比変更装置Ｅは、揺動アーム
３１を有しており、この揺動アーム３１は、その基端部
が、ホルダ３２に対してピン３３により揺動自在に枢着
されている。このホルタ３２は、その回動軸３２ａが、
前記入力部２１ａの移動軸縁立ｌと直交する直交縁立２
を中心として回動自在に車体に保持されている。そして
、前記ピン３３は、この両縁立１と文２との交点部分に
位置すると共に、直交縁立２と直交する方向に伸びてい
る。したがって、揺動アーム３１は、ピン３３を中心に
して揺動自在とされるが、ホルダ３２を回動させること
によって、このピン３３と移動軸縁立１とのなす傾斜角
、すなわちピン３３を中心とした揺動軌道面の移動軸縁
立１と直交する面（基準面）に対する傾斜角が可変とさ
れる。

前記揺動アーム３１の先端部と入力部２１ａとは、連結
ロッド３４により連結されている。すなわち、連結部材
３４は、ポールジヨイント３５を介して揺動アーム３１
の先端部に連結され、またポールジヨイント３６を介し
て、入力部２１ａに連結されている。

前述のような連結ロッド３４により、揺動アーム３１の
各端部にあるポールジヨイント３５と３６との間隔は、
常に一定に保持されることになる。したがって、上記ポ
ールジヨイント３５が第３図左右方向に変位すれば、こ
の変位に応じて、入力部２１ａが第３図左右方向に変位
されることとなる。

揺動アーム３１のピン３３を中心とした揺動は、ステア
リング機構Ｃの操作変位すなわちハンドル舵角に応じて
なされるものであり、このため実施例では、連結ロッド
３４に対して、傘歯車からなる回動板３７が連結されて
いる。この回動板３７は、その回動軸３７ａが移動軸縁
立１にあるように車体に回動自在に保持され、この回動
板３７の偏心部分に対しては、前記連結ロッド３４がポ
ールジヨイント３８を介して摺動自在に貫通している。

そして、傘歯車からなる回動板３７に対しては、前記入
力ロット２２に連結された傘歯車３９が噛合されている
。

このような回動板３７により、揺動アーム３１は、ハン
ドル舵角に応じた量だけピン３３を中心にして揺動され
ることになるが、ピン３３の軸線と移動軸縁立！とが傾
斜していると、このピン３３を中心とした揺動に伴なっ
て、ポールジヨイント３５が第３図左右方向すなわち移
動軸線！Ｑ、１方向に変位し、この変位は、連結ロッド
３４を介して入力部２１ａに伝達されて、該入力部２１
ａが変位されることになる。そして、このポールジヨイ
ント３５の第３図左右方向の変位は、ピン３３を中心と
した揺動アーム３１の揺動角が同じであったとしても、
ピン３３の傾斜角すなわちホルダ３２の回動角が変更す
ると、変更されることになる（転舵比変化）。

前記傾斜角を変更するため、ホルダ３２の回動軸３２ａ
に対して、ウオームホイールとしてのセクタギア４０が
取付けられると共に、該セクタギア４０に噛合するウオ
ームギア４１が、一対の傘歯車４２．４３を介して、傾
斜角変更手段としてのステッピングモータ４４により回
転駆動されるようになっている。

ここで、上述した揺動アーム３１のピン３３を中心とし
た揺動角および揺動アーム３１の傾斜角（ピン３３の傾
斜角）が、ポールジヨイント３５（入力部２１ａ）の移
動軸縁立１方向の変位に与える影響について説明する。

いま、揺動アーム３１のピン３３を中心とした揺動角を
θ、移動軸縄文１と直交する基準面をδ、揺動アーム３
１の揺動軌道面が上記基準面δとなす傾斜角をα、ポー
ルジヨイント３５のピン３３からの偏心距離をｒとする
と、このポールジヨイント３の移動軸線、Ｑ１方向の変
位Ｘは、Ｘ＝　ｒｔａｎ　ａ　＊　　ｓｉｎθとなって
、αおよびθをパラメータとする関数となる。したがっ
て、傾斜角αをある一定の値に固定すれば、Ｘはθの関
数つまりハンドル舵角θＦに応じたものとなり、この傾
斜角αの値を変更すれば、ハンドル舵角ＯＦが同じであ
ったとしてもＸの値が変化することになる。そして、こ
の傾斜角αの変更が後輪転舵比Ｒの変化となって表われ
ることとなる。すなわち、ステッピングモータ４４の回
転角（ステッピング数値）と転舵比Ｒとが一義的に対応
したものとなっている。

この転舵比Ｒは、第４図に示すように、車速（Ｖ）をパ
ラメータとして可変とされ、この転舵比特性としては、
ここでは低速運転状態では逆位相側にある転舵比が与え
られ、高速運転状態では同位相側にある転舵比が与えら
れて、車速が大きくなる程、転舵比が同位相方向に変化
するようになっている。したがって、ノ＼ンドル舵角θ
Ｆが一定であったとしても、車速の変化に伴って、第５
図に示すように加速状態では後輪転舵比（Ｒ）が同位相
方向に変化し、減速状態では後輪転舵比（Ｒ）が逆位相
方向に変化することとなる。

ここで、後輪２Ｒ１２Ｌを強制的に中立位置すなわち直
進状態とするために、後輪用パワーステアリング機構り
には、一対のリターンスプリング１３ｅ、１３ｆが付設
されている。この両スプリング１　’３　ｅ、１３ｆは
、それぞれ後輪用リレーロッド１２を左右逆方向から互
いに等しい力で付勢している。また、前記パワーステア
リング機構りの両袖室１３ｂと１３ｃとは、連通路４６
を介して接続されると共に、該連通路４６には、電磁式
の開閉弁４７が接続されている。これにより、開閉弁４
７を閉じた状態では、油室１３ｂあるいは１３ｃに対す
る油圧の供給により後輪２Ｒ１２Ｌがスプリング１３ｅ
あるいは１３ｆに抗して転舵され、開閉弁４７を開とし
て両袖室１３ｂと１３ｃとを同圧にすると、スプリング
１３ｅ、１３ｆの作用により、後輪２Ｒ１２Ｃは強制的
に中ケ位置とされる。勿論、このスプリング１３ｅ、１
３ｆの付勢力は、旋回時に後輪２Ｒあるいは２Ｌから受
ける外力に抗して中ケ位置をとり得るような大きさに設
定されている。

また、前記ステッピングモータ４４により駆動されるセ
クタギア４０は、その両揺動ストローク端が、同位相側
ストッパ４８、逆位相側ストッパ４９（第３図参照）に
より規制されるようになっている。

第２図中、５１は例えばマイクロコンピュータにより構
成された制御ユニットで、この制御ユニット５１には、
車両の旋回度合を検出する制御度検出手段５２、車速Ｖ
を検出する車速センサ５３からの信号が入力され、また
、この制御ユニット５１からは、前記ステッピングモー
タ４４および開閉弁４７に出力される。そして、上記旋
回度合検出手段５２としては、本実施例では、右車輪の
回転数を検出する右回転数センサ５２ａと、左車輪の回
転数を検出する左回転数センサ５２ｂと、右回転数セン
サ５２ａと左回転数センサ５２ｂとからの信号を受けて
左右輪の回転差を演算する回転差演算回路７６とから構
成されて、この左右輪の回転差から旋回半径を検出する
こととされている。

さて次に、上記制御ユニット５１による制御内容につい
て、第６図に示す機能ブロック図に基づいて説明する。

図中、符号７１は転舵比演算回路でこの転舵比演算回路
７１では、車速センサ５３からの車速信号（Ｖ）に基づ
いて対応する目標転舵比（Ｒ）が算出される。勿論、予
めメモリー内に記憶された転舵比データ（第５図参照）
から車速（Ｖ）に対応する目標転舵比（Ｒ）を決定する
ものであってもよい。得られた目標転舵比（Ｒ）はモー
タ駆動信号生成回路７２に入力されて、目標転舵比（Ｒ
）とするのに必要なモータ４４の目標ステッピング数Ｃ
Ｐに変換され、このモータ駆動信号生成回路７２からは
目標ステッピング数ＣＰに対応するパルス信号が出力さ
れる。このパルス信号は、後述する遅延回路７３、ドラ
イバー回路７４を経てステッピングモータ４４に入力さ
れる。これによりステッピングモータ４４はパルス信号
の入力速度に応じた速度で目標ステッピング数ＣＰまで
駆動されて、後輪転舵比が目標転舵比（Ｒ）に変更され
ることとなる。

前記遅延回路７３では、ドライバー回路７４に向けて出
力するパルス信号を、所定時間（Ｔ）だけ遅らせる遅延
処理がなされる。この遅延時間Ｔは遅延時間設定回路７
５において、車両の旋回半径に応じた値に設定されるよ
うになっている。すなわち、遅延時間設定回路７５には
、前記回転数演算回路７６からの旋回半径信号が入力さ
れこの旋回半径信号に基づいて、第７図に示すように、
旋回半径が大きくなる程、遅延時間Ｔを小さな値とする
、換言すれば旋回半径が小さくなる程、遅延時間Ｔを大
きな値とする遅延時間Ｔの設定がなされ、この遅延時間
設定回路７５で設定された遅延時間Ｔに基づいて、前記
遅延回路７３における遅延処理が行なわれる。

このことから、第８図に示すように、旋回半径が小さい
程、つまり急旋回状態にある程、ステッピングモータ４
４の駆動速度が大きく規制されて、後輪転舵比の変化速
度が抑えられることとなる。この結果、急旋回となる程
、ゆっくりと後輪が転舵されるため、車両の急激なる挙
動変化が抑制されることとなる。

第９図、第１２図乃至第１４図は本発明の第２実施例を
示すもので、上記第１実施例と同一要素には同一の符号
を付すことによりその説明を省略し、本実施例の特徴部
分についてのみ説明を加える。

本実施例は、後輪転舵比の制御特性が複数設定されてい
るものに対し、その特性切換に伴う後輪転舵比の変化に
対する適用例を示すものである。

第１２図は路面状況に応じた特性を複数設定したもの、
第１３図は運転者の好みに応するべく通常の前輪のみの
操舵、つまり後輪を常に中立とする特性を加えたもの、
第１４図は駐車時の便宜を図るべく、低速では大きな同
位相側の転舵比を与えたものを例示するものである。こ
れら特性切換は、例えばμセンサ等の検出手段あるいは
手動選択スイッチにより行なわれる。

このため、制御ユニット５１には、第９図に小すように
、特性切換手段８０からの信号が入力され、この特性切
換手段８０からの信号は、目標転舵比演算回路７１とタ
イマー回路８１とに入力される。

目標転舵比演算回路７１においては、特性切換手段８０
からの信号に応じて、メモリ８２に予め記憶されている
転舵比特性マツプの変更がなされ、該当する特性マツプ
に基づいて車速Ｖに対応する目標転舵比Ｒへの変更がな
される。これに対して、タイマー回路８１では、特性切
換手段８゜からの信号を受けて、この信号を入力した後
所定時間の間、前記遅延回路７３に向けて遅延信号が出
力されるようになっており、前記遅延回路７３において
は、上記タイマー回路８１からの遅延信号を受けたとき
に前記第１実施例で説明した遅江処理がなされるように
なっている。ここでなされる遅延処理は前述の第１実施
例と同様であるので説明を省略する。勿論、特性の切換
えがないときには、つまり同一の転舵比特性内での転舵
比変化の伴う処理は第１実施例と同一である。

したがって、本実施例では、第１実旌例の制御に加えて
、特性切換えがあったときには、これに伴う転舵比の変
化が、特性切換え後一定時間だけゆっくりと行なわれる
こととなる。そして、この転舵比変化速度の規制は車両
の旋回度合に対応して行なわれることとなる。このこと
がら、例えば急旋回中に特性切換えがなされたとしても
、ゆっ　・くりと転舵比が変化するため、車両の急激な
る挙動変化を抑えることができる。このことがら、旋回
中において、誤って特性切換えを行なってしまったよう
な場合に対する安全対策としても意義がある。

以上、本発明の実施例を説明したが、制御ユニット５１
をコンピュータによって構成する場合は、デジタル式、
アナログ式のいずれであってもよい。また、遅延時間設
定回路７５で設定する遅延時間Ｔを、第１０図に示すよ
うにステップ状に設定するようにしてもよい。この場合
の制御特性は第１１図に示すようになる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、車両
の旋回度合によって後輪転舵比の変化速度が抑制される
ため、後輪転舵比の変化に伴う車両の挙動変化を、車両
の旋回度合との関係で抑えることができる。特に急旋回
中における車両の安定性奢確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、 第２図は本発明の一実施例を示す全体平面図、 第３図は後輪転舵機構部分を説明するスケルトン図、 第４図は後輪転舵比制御の一例を示す特性図、 第５図は前輪舵角に対する後輪舵角の変化を示す図、 第６図は第１実施例の後輪変化速度制御におけるブロッ
ク図、 第７図は遅延時間設定の一例を示す図、第８図は第１実
施例の制御特性図、 第９図は第２実施例の後輪転舵比変化速度制御における
ブロック図、 第１０図は遅延時間設定の変形例を示す図、第１１図は
転舵比変化速度制御における制御内容の態様変化を示す
特性図、 第１２図及至第１４図は複数の転舵比特性を設定した場
合における特性の例を示す特性図である。 Ａ：前輪転舵機構 Ｂ：後輪転舵機構 Ｒ：後輪転舵比変更装備 ＩＲ２ＩＬ：前輪 ２Ｒ１２Ｌ：後輪 ４４；ステッピングモータ ５１：制御ユニット ５２：旋回度合検出手段 ５３：車速センサ ７に転舵比演算回路 ７３：遅延回路 ７４ニドライ／へ一回路 ７５：遅延時間設定回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）後輪転舵比を可変とするようにした車両の４輪操
   舵装置において、 車両の旋回度合を検出する旋回度合検出手段と、 前記後輪転舵比の変化速度を規制する規制手段と、 前記旋回度合検出手段からの信号を受け、旋回半径が小
   さいときには大きいときに比べて前記規制手段による規
   制量を大きくする規制量調整手段と、 を備えていることを特徴とする車両の４輪操舵装置。